Сорбционная очистка сточных вод от ионов тяжелых металлов с применением брусита

• Автор: Бобылева, Светлана Анатольевна
• Шифр специальности: 05.23.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 156 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение.

Глава 1. Современное состояние очистки сточных вод от тяжелых металлов

1.1. Основные источники загрязнения.

1.2. Существо рассматриваемой проблемы

1.2.1. Социальноэкологическая сторона.

1.2.2. Техникоэкономическая сторона.

1.3. Загрязнение водных объектов Новосибирской области тяжелыми металлами.

1.4. Существующие методы и технологии очистки вод, содержащих ионы тяжелых металлов

1.4.1. Реагентный метод очистки

1.4.2. Электрохимические методы очистки

1.4.3. Мембранные методы очистки.
1.4.4. Метод электродиализа
1.4.5. Ионообменный метод очистки
1.4.6. Сорбционные методы очистки
Выводы по главе
Глава 2. Основные положения методики экспериментальных и теоретических исследований.
2.1. Объекты исследований
2.1.1. Природные минералы
2.1.2. Растворы
2.2. Условия проведения экспериментов
2.2.1. Статический метод.
2.2.2. Динамический метод
2.3. Основные характеристики сорбентов и сорбционных процессов.
2.4. Методы и приборы лабораторных исследований
9 2.5. Схемы лабораторных установок.
Глава 3. Изучение адсорбционных свойств брусита
3.1. Изотермы сорбции металлов на брусите
3.2. Кинетика сорбции металлов на брусите
3.3. Кривые извлечения.
3.4. Модифицированный брусит.
3.5. Исследование сорбционных характеристик брусита в динаре мических условиях.
3.6. Механизм взаимодействия брусита с металлами.
3.7. Математическое моделирование процесса адсорбции
Вы воды по главе
Глава 4. Исследование влияния физикохимических и технологических факторов на сорбционные свойства брусита
4.1. Статические условия.
4.1.1. Влияние удельной поверхности брусита
4.1.2. Влияние расхода сорбента
4.1.3. Влияние температуры.
4.1.4. Влияние величины раствора
4.1.5. Влияние интенсивности перемешивания
4.1.6. Влияние минерализации среды и содержания ПАВ.
4.1.7. Влияние присутствующих анионов.
4.1.8. Влияние ультразвуковой обработки.
4.1.9. Сорбция ионов тяжелых металлов бруситом из поли
компонентных растворов
4.2. Динамические условия
4.2.1. Влияние скорости фильтрации и концентрации извлекаемых элементов в растворе
4.2.2. Влияние крупности загрузки и высоты слоя.
4.2.3. Регенерация сорбента.
4.2.4. Вторичное загрязнение воды от контакта с бруси
Выводы по главе
Глава 5. Перспективы использования сорбционных технологий с применением брусита.
5.1. Принципиальные технологические схемы очистки сточных
вод промышленных предприятий.
5.1.1. Схема очистки
5.1.2. Схемы доочистки
5.2. Экономическая оценка использования технологии очистки
с применением природного брусита.
Выводы по главе
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


По происхождению эти источники можно разделить на две группы: природные и техногенные. Естественное загрязнение водоемов ионами тяжелых металлов связано с подземными водами, химический состав которых определяют многие факторы. Основным из них является физико-химическое взаимодействие воды с породами различных составов и структур на пути от источников питания до участков разгрузки. Так, повышенное содержание ртути, меди, железа, свинца и цинка имеют подземные воды, залегающие в отложениях, обогащенных данными металлами. На городские очистные сооружения поступает % тяжелых металлов вместе с хозяйственно-бытовыми стоками и около % - с промышленным стоком. Каким образом тяжелые металлы поступают в хозяйственно-бытовой сток -неизвестно, по одной из версий - с продуктами питания, по другой - от индивидуальной трудовой деятельности, по третьей - при резком снижении поступления тяжелых металлов от промышленного производства возросла роль фоновых концентраций вредных веществ, поступающих от жилого фонда. В настоящее время отработанные технологические растворы и электролиты, как правило, подвергаются обезвреживанию в смеси с промывными водами, что при низкой степени очистки приводит к безвозвратной потере металлов и вторичному загрязнению среды. С недостаточно очищенными промышленными сточными водами ежегодно в водоемы страны поступает по т солей цинка, 0 т никеля, т меди. Источниками таких токсичных стоков являются предприятия металлургической, горнодобывающей, гидрометаллургической промышленности, машиностроения, приборостроения, радиоэлектроники, легкой промышленности, оборонной и других областей техники. Только в России ежегодно образуется около млн. Одним из серьезных загрязнителей поверхностных вод тяжелыми металлами считается химико-гальваническое производство, как самое распространенное и наиболее водоемкое. Проведенные исследования и анализ литературных источников позволили сделать вывод, что наибольший объем (до %) в загрязнение окружающей среды ионами меди, никеля, цинка, хрома и кадмия вносят гальванические производства, использующие в среднем % потребляемых тяжелых металлов [, ]. Практически каждое предприятие содержит в своем составе цех или участок гальванопокрытий, при этом в мировом производстве обрабатываются миллиарды квадратных метров металлических поверхностей. На эти цели расходуются сотни тысяч тонн химикатов и тяжелых металлов: % добываемого никеля, % кадмия, % олова. Ионы тяжелых металлов поступают в водоисточники как непосредственно с атмосферными осадками (дождь, град), прошедшими загрязненные слои атмосферы, так и с инфильт-рационными и талыми водами, образующимися на территории водных бассейнов []. Здесь очевидна связь между качеством воды поверхностных источников и степенью загрязненности металлами-токсикантами атмосферного воздуха, растительности и почвенных покровов []. Атмосферные осадки загрязняются из-за дымовых, пылевых выбросов, аэрозолей, образующихся при металлургических процессах, разработке месторождений, литье стали, резке металла. Пылевые выбросы предприятий представлены в основном частицами разных металлов, среди которых преобладают окислы железа и значительно меньше меди, марганца и цинка. Дополнительное загрязнение атмосферы марганцем и свинцом происходит при сжигании транспортными средствами жидкого топлива. Выбросы ионов тяжелых металлов в воздух возможны там, где они применяются в производстве даже в небольших количествах (производство линолеума, ситценабивное дело, приготовление спичек и пиротехники и другие). Из-за обогащения руд и удаления из них ненужных компонентов в атмосферу попадают аэрозоли железа, свинца, марганца, меди, цинка. Особой проблемой являются выбросы в атмосферу промышленных предприятий в условиях горных кряжей, ограничивающих Западно-Сибирскую низменность на юго-западе. Крайне неблагоприятное состояние воздушного бассейна городов Сибири обусловливается выбросами предприятий черной и цветной металлургии, химической, нефтехимической и ряда других отраслей промышленности [].